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  西門子PLC講解：

可編程邏輯控制器實質(zhì)是一種于工業(yè)控制的計算機翩性，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機相同，基本構(gòu)成為：

一自幕、電源

可編程邏輯控制器的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要的作用稽徙。如果沒有一個良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的振袋，因此很鸥，可編程邏輯控制器的制造商對電源的設(shè)計和制造也十分重視。一般交流電壓波動在+10%(+15%)范圍內(nèi)珍语，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去

二锤岸、*處理單元(CPU)

*處理單元(CPU)是可編程邏輯控制器的控制中樞竖幔。它按照可編程邏輯控制器系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源是偷、存儲器拳氢、I/O以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤蛋铆。當(dāng)可編程邏輯控制器投入運行時馋评，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)刺啦，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序留特，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后洪燥，zui后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置磕秤，如此循環(huán)運行，直到停止運行捧韵。

為了進一步提高可編程邏輯控制器的可靠性景姓，對大型可編程邏輯控制器還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU的表決式系統(tǒng)社衰。這樣瘫盹，即使某個CPU出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍能正常運行桃旷。

西門子S7-1200系列PLC模塊 

三也较、存儲器

存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。

存放應(yīng)用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器薯舆。

四晚乙、輸入輸出接口電路

1．現(xiàn)場輸入接口電路由光耦合電路和微機的輸入接口電路，作用是可編程邏輯控制器與現(xiàn)場控制的接口界面的輸入通道累冠。

2．現(xiàn)場輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器缘违、選通電路和中斷請求電路集成，作用可編程邏輯控制器通過現(xiàn)場輸出接口電路向現(xiàn)場的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號蝇罐。

五岸腥、功能模塊

如計數(shù)、定位等功能模塊合弥。

六茉唉、通信模塊

可編程邏輯控制器

即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段结执。完成上述三個階段稱作一個掃描周期度陆。在整個運行期間，可編程邏輯控制器的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個階段。

一懂傀、輸入采樣階段

在輸入采樣階段览芳，可編程邏輯控制器以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)的單元內(nèi)鸿竖。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段铸敏。在這兩個階段中缚忧，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變杈笔。因此闪水，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期蒙具，才能保證在任何情況下嬉哥，該輸入均能被讀入。

二勒蜀、用戶程序執(zhí)行階段

在用戶程序執(zhí)行階段津咒，可編程邏輯控制器總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時雁碘，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構(gòu)成的控制線路哩拔，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進行邏輯運算啥拘，然后根據(jù)邏輯運算的結(jié)果影焙，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)血肯；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令襟笋。

即，在用戶程序執(zhí)行過程中途居，只有輸入點在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化抵肌，而其他輸出點和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖桑孩，其程序執(zhí)行結(jié)果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用拜鹤；相反，排在下面的梯形圖流椒，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用敏簿。

在程序執(zhí)行的過程中如果使用立即I/O指令則可以直接存取I/O點。即使用I/O指令的話宣虾，輸入過程影像寄存器的值不會被更新惯裕，程序直接從I/O模塊取值，輸出過程影像寄存器會被立即更新绣硝，這跟立即輸入有些區(qū)別蜻势。

三撑刺、輸出刷新階段

當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，可編程邏輯控制器就進入輸出刷新階段握玛。在此期間够傍，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè)挠铲。這時冕屯，才是可編程邏輯控制器的真正輸出。

可編程邏輯控制器具有以下鮮明的特點网孕。

1.使用方便蒿庙，編程簡單

采用簡明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言慢筝，而無需計算機知識砖蕾，因此系統(tǒng)開發(fā)周期短，現(xiàn)場調(diào)試容易贮秤。另外廷共，可在線修改程序，改變控制方案而不拆動硬件帽遏。

西門子S7-400系列PLC模塊 

2.功能強搓纠，性能價格比高

一臺小型PLC內(nèi)有成百上千個可供用戶使用的編程元件，有很強的功能祷鼎，可以實現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能世雄。它與相同功能的繼電器系統(tǒng)相比，具有很高的性能價格比映僚。PLC可以通過通信聯(lián)網(wǎng)寞竭，實現(xiàn)分散控制，集中管理酣难。

3.硬件配套齊全谍夭，用戶使用方便，適應(yīng)性強

PLC產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化憨募、系列化紧索、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用菜谣，用戶能靈活方便地進行系統(tǒng)配置珠漂，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)尾膊。PLC的安裝接線也很方便媳危，一般用接線端子連接外部接線。PLC有較強的帶負載能力，可以直接驅(qū)動一般的電磁閥和小型交流接觸器待笑。

硬件配置確定后鸣皂，可以通過修改用戶程序，方便快速地適應(yīng)工藝條件的變化暮蹂。

4.可靠性高维瑰，抗*力強

傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)使用了大量的中間繼電器、時間繼電器鼻发，由于觸點接觸不良韵慷，容易出現(xiàn)故障。PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器忠辛，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件元件，接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的1/10-1/100夹恨，因觸點接觸不良造成的故障大為減少哎闻。

PLC采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強的抗*力闰芒，平均*時間達到數(shù)萬小時以上枚林，可以直接用于有強烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，PLC已被廣大用戶*為zui可靠的工業(yè)控制設(shè)備之一墓运。

5.系統(tǒng)的設(shè)計郭菜、安裝、調(diào)試工作量少

PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器鞍歌、時間繼電器勘伺、計數(shù)器等器件，使控制柜的設(shè)計褂删、安裝飞醉、接線工作量大大減少。

PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計法來設(shè)計屯阀。這種編程方法很有規(guī)律缅帘，很容易掌握。對于復(fù)雜的控制系統(tǒng)难衰，設(shè)計梯形圖的時間比設(shè)計相同功能的繼電器系統(tǒng)電路圖的時間要少得多钦无。

PLC的用戶程序可以在實驗室模擬調(diào)試，輸入信號用小開關(guān)來模擬盖袭，通過PLC上的發(fā)光二極管可觀察輸出信號的狀態(tài)失暂。完成了系統(tǒng)的安裝和接線后，在現(xiàn)場的統(tǒng)調(diào)過程中發(fā)現(xiàn)的問題一般通過修改程序就可以解決苍凛，系統(tǒng)的調(diào)試時間比繼電器系統(tǒng)少得多趣席。

6.維修工作量小，維修方便

PLC的故障率很低，且有完善的自診斷和顯示功能宣肚。PLC或外部的輸入裝置和執(zhí)行機構(gòu)發(fā)生故障時萝轰，可以根據(jù)PLC上的發(fā)光二極管或編程器提供的信息迅速地查明故障的原因，用更換模塊的方法可以迅速地排除故